3. 伏安特性
(1) 输出特性
iD f (uDS ) UGS
技术
iD /mA
可
8V
变 电 阻
放恒饱大流和区区区 6 V
4V
区
O
截止uG区S =
2V uDS /V
可变电阻区 uDS < uGS UGS(th)
uDS iD ，直到预夹断
饱和(放大区) uDS，iD 不变 uDS 加在耗尽层上，沟道电阻不变
1) uGS 对导电沟道的影响 (uDS = 0)
a. 当 UGS = 0 ，DS 间为两个背对背的 PN 结；
b. 当 0 < UGS < UGS(th)(开启电压)时，GB 间的垂 直电场吸引 P 区中电子形成离子区(耗尽层)；
c. 当 uGS UGS(th) 时，衬底中电子被吸引到表面， 形成导电沟道。 uGS 越大沟道越厚。
D iD
G P 沟道结S 型
iD /mA
UGS(off) IDSS
–5 O
uGS /V
5
iD /mA uGS = 0 V 0 V
–2V 2V
–5V 5V
O
uDS /V
模 拟电子技术
3.1.3 场效应管的主要参数
1. 开启电压 UGS(th)(增强型) 夹断电压 UGS(off)(耗尽型)
iD /mA
模 拟电子技术
5. 漏源动态电阻 rds
rds
uDS id
uGS 常数
6. 最大漏极功耗 PDM
PDM = uDS iD，受温度限制。
模 拟电子技术
3.2.3 场效应管与晶体管的比较
管子名称 导电机理 控制方式 放大能力 直流输入电
阻 稳定性
噪声
结构对称性
晶体管
利用多子和少子导电
电流控制
高 小 约几kΩ 受温度和辐射的影响较大
模 拟电子技术
二、耗尽型 N 沟道 MOSFET
D
B G
S
Sio2 绝缘层中掺入正离子在 uGS = 0 时已形成 沟道；在 DS 间加正电压时形成 iD， uGS UGS(off) 时，全夹断。
模 拟电子技术
iD /mA
2V
0V
2V
uGS = 4 V
O
uDS /V
输出特性
当 uGS UGS(off) 时，
指 uDS = 某值，使漏极
IDSS
电流 iD 为某一小电流时 的 uGS 值。
uGS /V
2. 饱和漏极电流 IDSS
UGS(off)O UGS(th)
耗尽型场效应管，当 uGS = 0 时所对应的漏极电流。
模 拟电子技术
3. 直流输入电阻 RGS
指漏源间短路时，栅、源间加 IDSS
iD /mA
中等 集电极和发射极不对称，不能互
换
场效应管 利用多子导电
电压控制 较低 大
JFET可达107Ω以上, MOS可达1010Ω 温度稳定性好、抗辐射能力强 很小
漏极和源极对称，可互换使用
适用范围
都可用于放大电路和开关电路等
截止区 uGS Uห้องสมุดไป่ตู้S(th) 全夹断 iD = 0
模 拟电子技术
(2) 转移特性
iD f (uGS) UDS
iD /mA
4 3
UDS = 10 V
2
1 UGS (th) 开启电压
O 2 4 6 uGS /V
当 uGS > UGS(th) 时：
iD
I
DO
( uGS U GS (th)
1)2
uGS = 2UGS(th) 时的 iD 值
模 拟电子技术
3.2 绝缘栅场效应管
N沟道绝缘栅场效应管
MOS 场效应管 （绝缘栅场效应管）
增强型
耗尽型 增强型
P沟道绝缘栅场效应管
耗尽型
模 拟电子技术
3.2.1 增强型MOS管
1、增强型 N 沟道 MOSFET
(Mental Oxide Semi— FET)
D
1. 结构与符号
S GD
N+
N+
耗 P 型衬底 尽 (掺杂浓度低)
模 拟电子技术
(2) 栅源电压对漏极电流的控制作用(uGS > UGS(th))
DS 间的电位差使 沟 道 呈 楔 形 ， uDS ， 靠近漏极端的沟道厚 度变薄。
预夹断(UGD = UGS(th))：漏极附近反型层消失。 预夹断发生之前： uDS iD。 预夹断发生之后：uDS iD 不变。
模 拟电子
层
B
B G
S
在层在属DS源G制用硅薄——绝铝极—作金扩片缘引S源漏S栅两属散i表O层出极和极极个铝的2面上栅漏绝SD引方GN生o喷 极极r缘ua出a法区一r金ti层GeDnce
模 拟电子技术
2. 工作原理
(1) 导电沟道的形成
uGS=0
反型层 (沟道) uGS>0 且uGS>UGS(th)
模 拟电子技术
iD /mA UGS(th) – 2 O 2 uGS /V
D iD
G
B
N 沟道S耗尽型
D iD
G
B
P 沟道S耗尽型
iD /mA UGS(off) IDSS
uGS /V
–5 O 5
模 拟电子技术
iDu/GmSA= 2 V –2 V 0V 0V
–2V 2V
–5V 5V
O
uDS /V
D iD
G S
N 沟道结型
反向电压呈现的直流电阻。 JFET：RGS > 107
uGS /V
UGS(off)O UGS(th)
MOSFET：RGS = 109 1015
模 拟电子技术
4. 低频跨导 gm
gm
iD uGS
UDS 常数
iD /mA Q uGS /V
O
反映了uGS 对 iD 的控制能力， 单位 S(西门子)。一般为几毫西 (mS)
iD /mA
夹断
IDSS
电压
UGS(off)O uGS /V 转移特性
饱和漏 极电流
iD
IDSS (1
uGS )2 UGS(of f )
模 拟电子技术
三、P 沟道 MOSFET 增强型
耗尽型
D
G
B
S
D
G
B
S
模 拟电子技术
FET 符号、特性的比较
D iD
B G N 沟道S增强型
D iD
G
B
S
P 沟道增强型